晋冀蒙高级区两期高压麻粒岩的地质特征及成因

晋冀蒙高级区存在两期高压麻粒岩,其分布、产状、时代、成因都不同。早期高压麻粒岩,沿宣化西葛峪、大东沟、怀安蔓菁沟南部、恒山白蟒石一带分布,呈透镜状产于钾长花岗岩中,形成时代约２４００Ｍａ,属岩浆包体。晚期高压麻粒岩,沿孔兹岩系和麻粒岩杂岩的接触带分布,呈透镜状、岩脉状产出,并和孔兹岩岩片、高温韧性剪切带、超基性岩一同构成具有“混杂岩”性质的构造－岩浆杂岩带,其时代为１８００Ｍａ左右。     

晋冀蒙高级地体石榴石基性麻粒岩地质特征及其构造意义

在晋、冀、蒙交界处的高级变质岩区,沿孔兹岩系和怀安麻粒岩杂岩的接触带上广泛发育石榴石基性麻粒岩,其主要特征: 1)以透镜状、岩脉状分布于孔兹岩系和麻粒岩杂岩的接触带上; 2)和孔兹岩系及麻粒岩杂岩的接触关系为侵入或韧性剪切接触; 3)具斜方辉石-单斜辉石-角闪石-斜长石-石榴石的矿物组合及围绕石榴石发育斜长石和角闪石或斜方辉石的交生结构,部分还可见到斜方辉石后成合晶定向排列; 4)在孔兹岩和麻粒岩的接触带上还有透镜状的角闪辉石岩、脉状的斜长岩; 5)具等温降压的PT轨迹,并有200-300MPa的压力降,具有陆-陆碰撞的特征; 6)同位素年龄资料显示,岩石的定位年龄约为1800Ma.因此,石榴石基性麻粒岩是下地壳深源岩浆在吕梁运动时沿不同地体的对接带上侵的深源侵入体,并和孔兹岩岩片、 (超)基性岩体一同构成复杂的具混杂岩性质的构造岩浆杂岩带,其出现部位能指明不同地体的对接部位.     

晋冀蒙高级地体石榴石基性麻粒岩地质特征及其构造意义

在晋、冀、蒙交界处的高级变质岩区,沿孔兹岩和怀安麻粒岩杂岩的接触带上广泛发育石榴石基性麻粒岩,其主要特征：１）以透镜状、岩脉状分布于孔兹岩系和麻粒岩杂岩的接触带上;２）和孔兹岩系及麻粒岩杂岩的接触关系为侵入或韧性剪切接触;３）具斜方辉石－单斜辉石－角闪石－斜长石－石榴石的矿物组合及围绕石榴石发育斜长石和角闪石或斜方辉石的交生结构,部分还可见到斜方辉石后成合晶定向排列;４）在孔兹岩和麻粒岩的接触带上     

华北陆台高压麻粒岩－榴闪岩韧性剪切带

晋冀蒙交界地区存在着隶属于不同地质时期、不同构造演化历史阶段的３条地壳规模的高压麻粒岩－榴闪岩韧性剪切带。其特征的矿物组合是石榴石－单斜辉石－斜长石－石英或石榴石－斜长石－普通角门石，发育明显的减压结构。残留高压麻粒岩的平衡条件高者温度可达８２０－９１０℃，压力达互．２—１．５ＧＰａ，推断它们为不同地质时代地体（微地体）碰撞或拼合所形成。研究区不同时代、不同层群及变质杂岩系较高级的构造岩石单位（单元）均以高压麻粒岩－榴闪岩韧性带相接触，这在早前寒武纪地壳演化进程中，几乎成为一个普遍性的规律。     

胶北高级变质基底中高压基性麻粒岩的地球化学特征及其成因

胶北高级变质基底中高压基性麻粒岩主要由石榴基性麻粒岩、石榴紫苏麻粒岩和石榴斜长角闪岩所组成,并主要以不规则透镜体或变形岩墙的形式赋存于TTG质片麻岩或花岗质片麻岩之中。胶北高压基性麻粒岩在变质过程中,以大离子亲石元素(K、Na、Sr、Rb)为代表的活动元素发生了显著的改变;而高场强元素(Th、Nb、Zr、Ti)和稀土元素基本无变化,保持稳定。胶北高压基性麻粒岩属于拉斑玄武质岩石系列,其SiO2集中变化于44.04%～53.54%,Mg#值集中变化于35～60之间;稀土配分曲线不仅存在总量较低的平坦型(ΣREE=21.13×10-6～78.49×10-6,(La/Yb)CN=1.03～2.86),也有轻稀土相对富集且含量相对较高的右倾型(92.74×10-6～133.5×10-6,(La/Yb)CN=2.93～4.56),Eu异常不明显(Eu/Eu*=0.93～1.04)。高压基性麻粒岩Cr、Ni含量变化较大,但与MgO含量具有很好的相关性。与显生宙岛弧拉斑玄武岩一样,胶北高压基性麻粒岩几乎所有样品皆具有Nb、Zr、Ti负异常,且εNd(t)为正值(+2.70～+4.77)。综合分析认为,胶北高压基性麻粒岩具有岛弧拉斑玄武质岩石的地球化学特征,其原岩可能为弧后扩张背景下侵入的辉长岩或辉绿岩,以及相应喷出的基性火山岩。     

恒山中段新太古代高压麻粒岩区的构造特征

恒山中段高压麻粒岩区是华北克拉通新太古代高压麻粒岩最好的露头区之一，北部为强烈重熔的灰色片麻岩区，构造样式以穹窿、近水平韧性剪切带为主，中部以近东西向的右旋走滑剪切带与南部变形变质程度相对较低的岩石单元相接，后者主要的岩石类型为均匀的英云闪长质片麻岩和变质辉绿岩墙。高压麻粒岩以透镜体形式出现在北部。本文通过对恒山高压麻粒岩区构造特征和构造样式的分析，认为高压麻粒岩区主要经历了4期构造变形：①高压麻粒岩透镜体里的逆冲型韧性剪切变形和走滑剪切变形；②向南或南西的伸展变形；③右行走滑剪切；④向东或南东伸展变形。对恒山地区的高压麻粒岩的出露起决定作用的是两次伸展构造运动。     

豫南高压麻粒岩中富钛角闪石类的成因和意义

作者用光学方法、电子探针分析方法、红外吸收光和Ｘ射线粉晶衍射方法对豫南高压麻粒岩中的富钛角闪石类进行了详细。结果表明这些富钛角闪石可分别属于钛角闪石类和成分的宇镁绿钙闪石的富钛角闪石类。它们系幔源偏碱生镁铁质岩类成分相当的原岩子高压麻粒岩相变质条件下再平衡后的变质残余矿物和重结晶矿物。     

胶北地块早元古代钙硅酸盐岩与高压基性麻粒岩成因及地质意义

胶北地块发育一套早元古代变质杂岩,主要由浅变质到中高级变质的滨海相至浅海相的沉积岩系列组成,属于胶-辽-吉构造活动带的一部分。其中具有顺时针变质作用PT轨迹的高压基性麻粒岩和高压泥质麻粒岩指示了造成该带闭合的碰撞构造过程。本文研究与高压基性麻粒岩密切共生的钙硅酸盐岩。首先根据矿物反应关系研究,确定钙硅酸盐岩是由含石榴石的基性麻粒岩经钙质交代形成的。进一步采用残留单斜辉石-石榴石组合、退变矿物组合,并根据SACMF体系矿物组合演化的PT视剖面图,计算得出钙硅酸盐岩经历了早期温压条件为780~850℃、1.0~1.1GPa的变质作用和晚期温压条件为400~650℃、0.6~0.75GPa的退变质作用和交代作用,从而得出顺时针的P-T轨迹。这一结果表明,钙硅酸盐岩形成于陆-陆碰撞过程的晚期阶段,是高压基性麻粒岩在折返过程中经历退变质和Ca质交代联合作用的结果。钙硅酸盐岩的形成机制及其与石榴石基性麻粒岩原岩的成因联系的确立,丰富了对于碰撞变质地块抬升过程及其岩石学效应的认识。     

山东半岛高压麻粒岩中花岗质浅色脉体的成因

山东半岛早前寒武纪变质基底部分熔融现象十分发育,常见新生的花岗质浅色脉体呈形态各异的网脉状、细脉状、不规则的透镜状、雾迷状分布于高压基性麻粒岩中。锆石中矿物包体的激光拉曼鉴定、阴极发光图像分析、锆石原位LA-ICP-MSU-Pb定年以及稀土元素、微量元素分析的综合研究结果表明,山东半岛早前寒武纪变质基底在麻粒岩相变质作用的同时伴随着明显的部分熔融作用。花岗质浅色脉体中的锆石具有完好的自形晶形态,矿物包体主要为石英(Qtz)+钾长石(Kfs)+斜长石(Pl)±磷灰石(Ap),与花岗质脉体矿物组成完全一致,相应的阴极发光图像自核部到边部均显示明显的岩浆结晶环带。这些新生锆石U含量变化较大(31×10-6～779×10-6)、Th含量(0.03×10-6～1.3×10-6)和相应的Th/U比值(<0.0081)异常偏低,其稀土元素配分模式具有重稀土HREE相对平坦、中等-强烈的负Eu异常(Eu/Eu*=0.13～0.65)和显著的正Ce异常(Ce/Ce*=11～32)的特点。新生锆石的上述性质与世界典型地区混合岩中深熔锆石的特征十分相似,充分表明研究区花岗质浅色脉体中的锆石为深熔成因。野外及室内系统的岩相学观察发现,花岗质浅色脉体的寄主岩石——高压基性麻粒岩并未显示含水矿物脱水(如角闪石)熔融和长英质矿物部分熔融的证据,而其围岩如孔兹岩系则保存含水矿物(如黑云母)脱水熔融和长英质矿物部分熔融的确凿证据。此外,高压基性麻粒岩中的花岗质浅色脉体集中分布于构造变形相对较强、破碎较明显的部位。由此可见,高压麻粒岩中的花岗质浅色脉体不是寄主岩石深熔作用的产物,而更有可能来源于围岩变质表壳岩(如孔兹岩系)的部分熔融。深熔锆石LA-ICP-MSU-Pb定年结果表明,四十个相同性质锆石微区记录了十分一致的207Pb/206Pb年龄,集中变化于1870±11Ma至1843±20Ma(2σ)之间,加权平均年龄为1859.6±2.2Ma(MSWD=0.74),应代表研究区早前寒武纪变质基底的深熔时代。该组年龄比研究区变质杂岩峰期高压麻粒岩相变质时代(1900～1866Ma)明显偏新,而与峰后近等温减压中-低压麻粒岩相退变质时代(1855～1830Ma)大致相当,表明研究区深熔作用与碰撞造山带构造"热"抬升减压过程存在密切的成因关系。区域强烈的深熔事件是导致高压麻粒岩相岩石发生明显退变的主要控制因素之一。     

南阿尔金木纳布拉克地区高压泥质麻粒岩的确定及其地质意义

南阿尔金木纳布拉克地区出露一套典型的高压泥质麻粒岩,其峰期特征矿物组合为Grt+ Ky+ Kfs+Qz+Ilm.根据矿物内部一致性热力学数据和Thermocalc3.33程序计算,确定其峰期变质温压条件为T＞850℃和P＞11kbar.结合岩相学研究和P-T视剖面图计算,可识别出该岩石经历了3个阶段的变质演化,构成了一个早期降温降压,后期近等压降温的顺时针型的退变质P-T演化轨迹.该岩石锆石阴极发光图像显示其内部具有明显的核-边结构,核部为残留的原岩碎屑锆石,边部则表现为面状生长的变质锆石的特征.微区原位LA-ICP-MS微量元素分析和锆石U-Pb定年表明,该岩石原岩的形成时代上限值约为579Ma,变质年龄为486±5Ma.该麻粒岩与南阿尔金淡水泉地区的高压麻粒岩具有相似变质演化轨迹和一致的峰期变质年龄,亦与南阿尔金其它超高压岩石的峰期变质年龄一致,表明它们都是南阿尔金陆壳深俯冲作用引发的高压-超高压变质事件的产物,它们共同构成南阿尔金高压-超高压变质带.同时代的UHP榴辉岩和高压麻粒岩共存的现象,可以很好地利用“俯冲隧道模型”来解释,即可能是由于陆壳在深俯冲过程中不同深度不同热状态下发生拆离作用后折返引起的.另外,该麻粒岩的原岩形成时代(约为579Ma),可能为新元古代晚期,与南阿尔金高压-超高压岩石的原岩形成时代基本一致或稍晚,因此不应再作为岩石地层单元划归为“长城系”,而应归属为南阿尔金高压-超高压变质岩带的一部分.     

华北克拉通中北部古元古代碰撞造山时限:来自强过铝花岗岩和韧性剪切时代的制约

运用将古元古代强过铝花岗岩和区域韧性剪切作用时代相结合的方法,探讨华北克拉通中北部古元古代碰撞时限,通过定向显微构造观察和角闪石矿物化学研究表明.区域拉伸线理形成于中压麻粒岩相条件;韧性剪切作用方向与拉伸线理走向一致,大量显微观察表明韧性剪切发生在中压麻粒岩相退变过程;根据已有的强过铝花岗岩岩石化学和时代以及区域韧性剪切时代等资料,结合麻粒岩变质PT轨迹和同位素年代学数据,提出高压麻粒岩的峰期时限应在1 950 Ma～1 900 Ma,而1 900 Ma～1 800 Ma为碰撞后抬升过程中的中压麻粒岩相和角闪岩相退变作用.     

内蒙古乌拉山群麻粒岩相岩石的变质温压条件

乌拉山群岩石中的辉石、石榴石、角闪石、黑云母均形成于麻粒岩相条件。二辉石地质温度计和石榴石-黑云母地质温度计和压力计显示,乌拉山群岩石的变质温度为750—850℃,变质压力为0.7—0.9GPa,地温梯度为25.2—28.6℃,属于偏低的中压麻粒岩相。     

怀安蔓菁沟早前寒武纪高压麻粒岩混杂岩带地质特征、岩石学和同位素年代学

华北克拉通北缘中段怀安蔓菁沟高压麻粒岩混杂岩带产在太古宙怀安杂岩南缘与花岗岩带交界处,由高压基性麻粒岩、辉长质麻粒岩、英云闪长质麻粒岩和少量夕线石榴片麻岩相间排列的席状岩层构成,岩层间被高应变带或剪切带分隔。高压基性麻粒岩是石榴辉石麻粒岩。据石榴石斑晶内包裹的早期矿物(Cpx+Q)估算的早期高压变质作用条件:T=800℃,P>1.4GPa。环绕斑晶的后成合晶反应边矿物组合(P1+Opx+Hb+Cpx)的变质条件为:T=820℃,P为0.7～0.9GPa。全岩Sm-Nd等时线年龄2.65Ga,矿物Sm-Nd等时线年龄1.82Ga,锆石U-Pb一致线年龄1.83Ga。高压基性麻粒岩的原岩代表晚太古代陆壳的最下部,大约在2.7Ga从上地幔分异出来,可能经壳下垫托作用加在早期陆壳底部,随后经历高压变质作用。早元古代晚期,由于地壳规模的大型逆冲作用,使其上升,并经受褶皱形变、剪切推覆和退变质等作用的改造,形成高压麻粒岩混杂岩带。     

内蒙古喀喇沁地区早中生代闪长岩中麻粒岩捕虏体矿物化学及变质温压条件

在内蒙古东部喀喇沁地区早中生代大营子闪长岩中首次发现基性麻粒岩捕虏体.初步研究表明它们不同于华北克拉通地表出露的前寒武纪麻粒岩.根据其主要造岩矿物斜方辉石、单斜辉石、黑云母及斜长石的电子探针分析结果, 重点研究了各主要造岩矿物的化学成分特点, 并讨论了麻粒岩捕虏体的变质作用温压条件.研究结果表明, 捕虏体岩石的变质作用已达麻粒岩相, 其变质作用条件约为850~900 ℃, 0.6~1.0 GPa.这些麻粒岩捕虏体反映了研究区早中生代下地壳的组成特点, 为恢复该区早中生代深部地壳结构提供了依据.      

内蒙古乌拉山地区麻粒岩相变质流体性状及其演化

流体是变质作用的重要因素之一。流体包裹体是变质作用某一时期流体相的最客观和最真实的记录。本区麻粒岩相变质流体以富CO_2为特点,具有高密度、较低的氧化还原电位和氧逸度。变质流体的演化具有与温压条件演化相同的PTt轨迹。随着变质作用演化,流体具有密度减小、体积增大的趋势,反映了变质过程流体的演化特点及其动力学机制。     

恒山西段石榴石角闪岩和麻粒岩的变质作用、PT轨迹及构造意义

恒山西段广泛发育石榴石角闪岩和麻粒岩包体,石榴石斑晶的生长环带都完好地保留,甚至晚期的麻粒岩相变质条件也未使其破坏,显示了快速的构造过程和有限的热松弛。石榴石核心保存了早期高压角闪岩相的矿物组合和矿物化学特征,变质作用条件为６００—６５０℃和大约１１ ＧＰａ。随后,石榴石麻粒岩的变质温度和压力继续上升,达到高压麻粒岩相,大约为８１０℃和１２５ ＧＰａ。两类岩石变质作用的晚期都经历了特殊的减压升温过程,显示典型的顺时针ＰＴ 轨迹。因此可以推断,恒山西段在太古宙末或早元古代很可能经历了某种形式的大陆俯冲或碰撞过程,并且随后发育逆冲和一系列壳内变形剪切等。     

内蒙古大青山太古宙麻粒岩带的板块构造演化模式

太古宙末期在全球范围内出现的麻粒岩带是地壳早期地质演化历史中的一个重大事件，可能意味着地壳构造演化机制的重大转变。越来越多的地质事实表明，太古宙晚期大陆地壳已具有足够的刚性和稳定性。太古宙时期地幔存在强烈的热对流，具备发生板块运动的条件。太古宙麻粒岩带就是太古宙地壳发生刚性板块运动的直接产物。内蒙古大青山太古宙麻粒岩带呈东西向连续出露于大青山地区达２３０余公里，由中晚太古代乌拉山群麻粒岩相组成，其     

内蒙古乌拉山群麻粒岩相岩石中变质矿物的标型特征

晚太古宙乌拉山群高级变质岩系分布于内蒙古大青山地区,包括各种麻粒岩和片麻岩,构成了东西走向的大青山太古宙麻粒岩带。本文对这套岩石中的斜方辉石、单斜辉石、石榴子石、角闪石、黑云母的物性和成分标型特征进行了系统分析。结果表明,这些矿物均为麻粒岩相条件下变质而成,并反映在发生麻粒岩相变质时,大青山南麓乌拉山群岩石的变质温度和压力均高于北边的岩石。     

胶东莱西地区高压麻粒岩的Sm-Nd同位素年代学

在胶东地区莱西-莱阳-栖霞一带的晚太古代花岗片麻岩中,出露一条长约200多公里,NE向展布的高压基性麻粒岩-超镁铁质岩带。由于这条岩带东邻苏鲁高压-超高压变质带,西接华北克拉通基底的古老变质岩,因此其区域构造归属以及大地构造意义是一个十分重要的问题。本文分析的高压基性麻粒岩样品具有降压退变质结构,退变质矿物组合为麻粒岩相。矿物-全岩Sm-Nd等时线年龄为1752Ma,全岩T(DM)模式年龄为2788Ma,与华北克拉通北缘的高压基性麻粒岩的同位素年龄完全相似。根据高压麻粒岩-超镁铁质岩的围岩片麻岩特征和同位素年龄,可以确定这条出露于华北陆块东缘的岩带是早前寒武纪华北克拉通下地壳岩石,其抬升与华北陆块与扬子陆块的拼合有关。